JP4082297B2

JP4082297B2 - 有機化合物、電荷輸送材料、有機電界発光素子材料および有機電界発光素子

Info

Publication number: JP4082297B2
Application number: JP2003202925A
Authority: JP
Inventors: 昌義矢部; 武塩谷; 秀樹佐藤; 誠治秋山
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005047811A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規な有機化合物に関するものであり、詳しくは高耐熱性で、かつ電気的な酸化や還元を受けても安定な有機化合物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄膜型の電界発光（ＥＬ）素子としては、無機材料のII−VI族化合物半導体であるＺｎＳ、ＣａＳ、ＳｒＳ等に、発光中心であるＭｎや希土類元素（Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ等）をドープしたものが一般的であるが、上記の無機材料から作製したＥＬ素子は、
１）交流駆動が必要（50〜1000Ｈｚ）、
２）駆動電圧が高い（〜200Ｖ）、
３）フルカラー化が困難（特に青色）、
４）周辺駆動回路のコストが高い、
という問題点を有している。
【０００３】
しかし、近年、上記問題点の改良のため、有機薄膜を用いたＥＬ素子の開発が行われるようになった。特に、発光効率を高めるため、電極からのキャリアー注入の効率向上を目的として電極の種類の最適化を行い、芳香族ジアミンから成る正孔輸送層と８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体から成る発光層とを設けた有機電界発光素子の開発（Appl. Phys. Lett., 51巻, 913頁，1987年）により、従来のアントラセン等の単結晶を用いたＥＬ素子と比較して発光効率の大幅な改善がなされている。また、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザー用蛍光色素をドープすること（J. Appl. Phys., 65巻, 3610頁，1989年）で、発光効率の向上や発光波長の変換等も行われており、実用特性に近づいている。
【０００４】
上記の様な低分子材料を用いた電界発光素子の他にも、発光層の材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ［2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン］、ポリ（3-アルキルチオフェン）等の高分子材料を用いた電界発光素子の開発や、ポリビニルカルバゾール等の高分子に低分子の発光材料と電子移動材料を混合した素子の開発も行われている。
【０００５】
素子の発光効率を上げる試みとして、蛍光ではなく燐光を用いることも検討されている。燐光を用いる、即ち、三重項励起状態からの発光を利用すれば、従来の蛍光（一重項）を用いた素子と比べて、３倍程度の効率向上が期待される。この目的のためにクマリン誘導体やベンゾフェノン誘導体を発光層とすることが検討されたが（非特許文献１参照）、極めて低い輝度しか得られなかった。その後、三重項状態を利用する試みとして、ユーロピウム錯体を用いることが検討されてきたが、これも高効率の発光には至らなかった。
【０００６】
最近、以下に示す白金錯体（Ｔ−１）を用いることで、高効率の赤色発光が可能なことが報告された（非特許文献２参照）。その後、以下に示すイリジウム錯体（Ｔ−２）を発光層にドープすることで、さらに緑色発光で効率が大きく改善されている（非特許文献３参照）。
【０００７】
【化３】

【０００８】
有機電界発光素子をフラットパネル・ディスプレイ等の表示素子に応用するためには、素子の発光効率を改善すると同時に駆動時の安定性を十分に確保する必要がある。
しかしながら、前述の文献に記載の燐光分子（Ｔ−２）を用いた有機電界発光素子は、高効率発光ではあるが、駆動安定性が実用には不十分であり（非特許文献４参照）、高効率な表示素子の実現は困難な状況である。
【０００９】
上記の駆動劣化の主原因は、発光層の劣化によると推定される。
電極から注入された電荷はある確率で電子−正孔対（励起子）となる。また、一般に三重項励起子による発光（燐光）は一重項励起子による発光（蛍光）に比べその寿命が長く、逆に、熱的な安定性は一重項励起子の方が三重項励起子よりも高い。ここで素子に印加する電流が増えると発光層に注入される電荷は増え、それに伴い励起子とならない電荷の量も増加する。また励起子となったものの中でも発光層中で発光に寄与せず熱失活するものが増加する。そのため発光層の温度が上昇し、特に三重項励起子は一重項励起子と比較して熱的安定性に劣ることから、素子が劣化すると考えられる。このことは燐光分子（Ｔ−２）を用いた有機電界発光素子の発光効率が注入電流の上昇とともに大きく低下する事からも推定される（非特許文献３参照）。
【００１０】
これまでに開発された燐光分子を用いた有機電界発光素子の多くは、発光層のホストとしてカルバゾリル基を含む材料を用いることを特徴としている。例えば、非特許文献３ではホスト材料として以下に示すビフェニル誘導体を用いている。
【００１１】
【化４】

しかし、上記（Ｈ−１）は非常に結晶化しやすく、Ｔｇも低いため、膜の安定性が悪いことが知られている。
また、特許文献１には、ホスト材料として以下に示す化合物が開示されている。
【００１２】
【化５】

【００１３】
しかし上記（Ｈ−２）は、製膜性は向上するもののＴｇがさらに低いため、耐熱性に重大な問題がある。
上述の理由から、燐光分子を用いた有機電界発光素子においては、実用化に向けて素子の駆動安定性に大きな問題を抱えているのが実状である。
【００１４】
【特許文献１】
特表２００３−５１５８９７号公報
【非特許文献１】
第51回応用物理学会連合講演会、28a-PB-7、1990年
【非特許文献２】
Nature, 395巻，151頁，1998年
【非特許文献３】
Appl. Phys. Lett., 75巻，4頁，1999
【非特許文献４】
Jpn. J. Appl. Phys., 38巻，L1502頁，1999年
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は上記実状に鑑み、高効率かつ高い駆動安定性を有する有機電界発光素子を提供することを目的として鋭意検討した結果、発光層に特定の化合物を用いることで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが鋭意検討した結果、ある骨格を有する化合物が上記諸課題を解決できることを見いだし、本発明に至った。
即ち、本発明は、下記一般式（１）で表わされる有機化合物に存する。
【００１７】

【００１８】
（式中、Ｒ ¹ 〜Ｒ ³ は各々独立に水素原子、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基を表す。）
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の有機化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される。
【００２０】

【００２１】
（式中、Ｒ ¹ 〜Ｒ ³ は各々独立に水素原子、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基を表す。）
【００２２】
炭素数１〜８のアルキル基は直鎖及び分岐のいずれでもよく、例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、２−プロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙げられる。
【００２４】
化合物における分子振動を制限する観点からは、前記一般式（１）におけるＲ¹〜Ｒ ³として好ましくは、水素原子、メチル基またはフェニル基であり、最も好ましくは水素原子である。
【００３０】
本発明の有機化合物は、有機電界発光素子に適用する場合、不必要な分子運動による励起子の無放射失活（熱失活）を抑制して発光量子効率を向上させる。
【００５１】
以下に、一般式（１）で表わされる化合物の好ましい具体的な例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】

【００５４】

【００５７】

【００６１】
本発明の有機化合物は、好ましくは３、３′、５、５′にフッ素原子を有するビフェニル化合物とカルバゾールとを、水素化ナトリウム、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム、トリエチルアミン、ＬＤＡＣ（リチウムジイソプロピルアミン）、ｎ−ＢｕＬｉなどの強塩基を用いて反応させることにより、製造することができる。
【００６２】
その理由は、同一芳香環上に２つ以上のフッ素原子を有する化合物と、強塩基によって水素引き抜きを受けたアニオン性２級アミンとの反応は、ラジカル的に進行するため、反応が短時間で完結する点、置換反応が開始された分子が、未反応の分子よりも優先的に置換されるため、多置換反応にも関わらず、副生成物の収率が非常に小さく、仮にＦ置換体が残存していても、Ｆを含まない目的物に比べて遙かに昇華性がよいので、昇華精製によって容易に除去可能である点、等が挙げられる。
【００６３】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、適度な電荷輸送性を有するため、電荷輸送材料として電子写真感光体、有機電界発光素子、光電変換素子、有機太陽電池、有機整流素子等に好適に使用できる。
また、結晶化し難く、ガラス転移温度が高いため薄膜形成性に優れるため、耐熱性に優れ、長期間安定に駆動（発光）する有機電界発光素子を提供することが可能であり、有機電界発光素子材料として好適である。
【００６４】
本発明の一般式（Ｉ）で表される化合物は概して高いガラス転移温度Ｔｇを示すが、中でも１００℃程度以上のＴｇを有する化合物が好ましい。なお、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、通常、ＤＳＣ（示差走査熱量測定）により測定される。
続いて、本発明の化合物を用いた有機電界発光素子について説明する。
本発明の有機電界発光素子は、陽極、陰極、およびこれら両極間に設けられた発光層を有し、該発光層として、または該発光層と陽極又は陰極との間に有する層として、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を含有する層を有することを特徴とする。
【００６８】
本発明において、前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、すぐれたアモルファス性、高耐熱性、広い酸化還元電位差、すぐれた繰返し酸化還元耐久性などの理由から、発光層材料、中でもホスト材料として使用した場合に、その長所が最も生かされるため好ましい。
本発明の有機電界発光素子において、同一の層内に２種以上の前記一般式（Ｉ）で表される化合物が含有されていても良い。また、２以上の層に前記一般式（Ｉ）で表される化合物が含有されている場合、これらの層に含有される該化合物は同一のものであっても異なるものであってもよい。
【００６９】
なお、本発明の有機電界発光素子において、陰極−発光層間を「電子輸送層」と称し、２つ以上の場合は陰極に接している層を「電子注入層」、それ以外の層を総称して「電子輸送層」と称す。また、陰極−発光層間に設けられた層のうち、発光層に接している層を、特に「正孔阻止層」と称する場合がある。
以下に、添付図面を参照して、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を、発光層に含有する場合を例に、本発明の有機電界発光素子の実施の形態を詳細に説明する。
【００７０】
図１は本発明に用いられる一般的な有機電界発光素子の構造例を模式的に示す断面図であり、１は基板、２は陽極、４は正孔輸送層、５は発光層、６は正孔阻止層、８は陰極を各々表わす。
基板１は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシートなどが用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂の板またはフイルムが好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
【００７１】
基板１上には陽極２が設けられるが、陽極２は正孔輸送層４への正孔注入の役割を果たすものである。陽極２は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウム及び／またはスズの酸化物などの金属酸化物、ヨウ化銅などのハロゲン化金属、カーボンブラック、あるいは、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子などにより構成される。陽極２は通常、スパッタリング法、真空蒸着法などにより形成されることが多い。また、銀などの金属微粒子、ヨウ化銅などの微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末などで陽極２を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液中に分散させて、基板１上に塗布することにより形成することもできる。さらに、導電性高分子で陽極２を形成する場合には、電解重合により基板１上に直接重合薄膜を形成したり、基板１上に導電性高分子を塗布して形成することもできる（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６０巻，２７１１頁，１９９２年）。
【００７２】
陽極２は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすることも可能である。
陽極２の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましい。この場合、陽極の厚みは通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下程度である。不透明でよい場合は陽極２の厚みは任意であり、所望により金属で形成して基板１を兼ねてもよい。
【００７３】
図１に示す構成の素子において、陽極２の上には正孔輸送層４が設けられる。正孔輸送層の材料に要求される条件としては、陽極からの正孔注入効率が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが必要である。そのためには、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが要求される。また、発光層５に接するために発光層からの発光を消光したり、発光層との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させないことが求められる。上記の一般的要求以外に、車載表示用の応用を考えた場合、素子にはさらに耐熱性が要求される。従って、Ｔｇとして８５℃以上の値を有する材料が望ましい。
【００７４】
このような正孔輸送材料としては、例えば、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルで代表される２個以上の３級アミンを含み２個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン（特開平５−２３４６８１号公報）、４，４′，４″−トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物（Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．，７２−７４巻、９８５頁、１９９７年）、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物（Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２１７５頁、１９９６年）、２，２′，７，７′−テトラキス−（ジフェニルアミノ）−９，９′−スピロビフルオレン等のスピロ化合物（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔａｌｓ，９１巻、２０９頁、１９９７年）等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてもよいし、必要に応じて、複数種混合して用いてもよい。
【００７５】
上記の化合物以外に、正孔輸送層４の材料として、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン（特開平７−５３９５３号公報）、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン（Ｐｏｌｙｍ．Ａｄｖ．Ｔｅｃｈ．，７巻、３３頁、１９９６年）等の高分子材料が挙げられる。
【００７６】
正孔輸送層４は、スプレー法、印刷法、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法などの通常の塗布法や、インクジェット法、スクリーン印刷法など各種印刷法等の湿式成膜法や、真空蒸着法などの乾式成膜法で形成することができる。
塗布法の場合は、正孔輸送材料を１種または２種以上を、必要により正孔のトラップにならないバインダー樹脂や塗布性改良剤などの添加剤を添加し、適当な溶剤に溶解して塗布溶液を調製し、スピンコート法などの方法により陽極２上に塗布し、乾燥して正孔輸送層４を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、通常、５０重量％以下が好ましい。
【００７７】
真空蒸着法の場合には、正孔輸送材料を真空容器内に設置されたルツボに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１０^-4Ｐａ程度にまで排気した後、ルツボを加熱して、正孔輸送材料を蒸発させ、ルツボと向かい合って置かれた、陽極２が形成された基板１上に正孔輸送層４を形成させる。
正孔輸送層４の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。この様に薄い膜を一様に形成するためには、一般に真空蒸着法がよく用いられる。
【００７８】
図１に示す素子において、正孔輸送層４の上には発光層５が設けられる。発光層５は、電界を与えられた電極間において、陽極から注入されて正孔輸送層を移動する正孔と、陰極から注入されて正孔阻止層６を移動する電子との再結合により励起されて強い発光を示す化合物より形成される。
発光層５に用いられる該化合物としては、安定な薄膜形状を有し、固体状態で高い発光（蛍光または燐光）量子収率を示し、正孔および／または電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。さらに電気化学的かつ化学的に安定であり、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくい化合物であることが要求される。
【００７９】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、このような条件を満たすため、有機電界発光素子における発光層材料として用いることが好ましい。発光層５は、該化合物のみからなる層であってもよいが、以下に述べる様々な目的で、発光材料（ドーパント）をも含有する層であることが好ましい。
素子の発光効率を向上させるとともに発光色を変える目的で、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体をホスト材料として、クマリン等のレーザー用蛍光色素をドープすること（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，６５巻，３６１０頁，１９８９年）等が行われており、本発明の有機電界発光素子における発光層に対しても、蛍光色素をドープすることは好ましい。
【００８０】
ドープ用材料としては、クマリン以外にも各種の蛍光色素が使用できる。青色発光を与える蛍光色素としては、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。緑色蛍光色素としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体等が挙げられる。黄色蛍光色素としては、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられる。赤色蛍光色素としては、ＤＣＭ系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
【００８１】
上記のドープ用蛍光色素以外にも、ホスト材料に応じて、レーザー研究，８巻，６９４頁，８０３頁，９５８頁（１９８０年）；同９巻，８５頁（１９８１年）、に列挙されている蛍光色素などが発光層用のドープ材料として使用することができる。
ホスト材料に対して上記蛍光色素がドープされる量は、１０^-3重量％以上が好ましく、０．１重量％がより好ましい。また１０重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましい。下限値を下回ると、素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、上限値を越えると濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。
【００８２】
一方、燐光発光を示す発光層は、通常、燐光性ドーパントとホスト材料を含んで形成される。燐光性ドーパントとしては、例えば周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が挙げられ、該金属錯体のＴ１（最低励起三重項準位）より高いＴ１を有する電荷輸送性有機化合物をホスト材料として使用することが好ましい。前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、この燐光発光を示す発光層におけるホスト材料としても、好適に使用できる。
【００８３】
周期表７ないし１１族から選ばれる金属を含む燐光性有機金属錯体における、該金属として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、および金が挙げられる。これらの有機金属錯体として、好ましくは下記一般式（ｉ）または一般式（ii）で表される化合物が挙げられる。
【００８４】
【化２２】

【００８５】
ＭＬ_n-jＬ’_j（ｉ）
（式中、Ｍは金属、ｎは該金属の価数を表す。ＬおよびＬ’は二座配位子を表す。ｊは０または１または２を表す。）
【００８６】
【化２３】

【００８７】
（式中、Ｍ⁷は金属、Ｔは炭素または窒素を表わす。Ｔが窒素の場合はＲ¹⁴、Ｒ¹⁵は無く、Ｔが炭素の場合はＲ¹⁴、Ｒ¹⁵は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わす。
【００８８】
Ｒ¹²、Ｒ¹³は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シアノ基、アミノ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、カルボキシル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、アラルキルアミノ基、ハロアルキル基、水酸基、アリールオキシ基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わし、互いに連結して環を形成しても良い。）
一般式（ｉ）中の二座配位子ＬおよびＬ’はそれぞれ以下の部分構造を有する配位子を示す。
【００８９】
【化２４】

【００９０】
（環Ａ１および環Ａ１’は各々独立に、芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わし、置換基を有していてもよい。環Ａ２および環Ａ２’は含窒素芳香族複素環基を表わし、置換基を有していてもよい。Ｒ’、Ｒ’’およびＲ’’’はそれぞれハロゲン原子；アルキル基；アルケニル基；アルコキシカルボニル基；メトキシ基；アルコキシ基；アリールオキシ基；ジアルキルアミノ基；ジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アシル基；ハロアルキル基またはシアノ基を表す。）
一般式（ｉ）で表される化合物として、さらに好ましくは下記一般式（ｉａ）、（ｉｂ）（ｉｃ）で表される化合物が挙げられる。
【００９１】
【化２５】

【００９２】
（式中、Ｍ⁴は金属、ｎは該金属の価数を表す。環Ａ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表わし、環Ａ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表わす。）
【００９３】
【化２６】

【００９４】
（式中、Ｍ⁵は金属、ｎは該金属の価数を表す。環Ａ１は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わし、環Ａ２は置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表わす。）
【００９５】
【化２７】

【００９６】
（式中、Ｍ⁶は金属、ｎは該金属の価数を表し、ｊは０または１または２を表す。環Ａ１および環Ａ１’は各々独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または芳香族複素環基を表わし、環Ａ２および環Ａ２’は各々独立に、置換基を有していてもよい含窒素芳香族複素環基を表わす。）
一般式（ｉａ）、（ｉｂ）、（ｉｃ）で表される化合物の環Ａ１および環Ａ１’として、好ましくは、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、チエニル基、フリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾフリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、またはカルバゾリル基が挙げられる。
【００９７】
環Ａ２および環Ａ２’として、好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアジル基、ベンゾチアゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリル基、またはフェナントリジル基が挙げられる。
一般式（ｉａ）、（ｉｂ）および（ｉｃ）で表される化合物が有していてもよい置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基；カルバゾリル基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられ、これらは互いに連結して環を形成しても良い。
【００９８】
なお、環Ａ１が有する置換基と環Ａ２が有する置換基が結合、または環Ａ１’が有する置換基と環Ａ２’が有する置換基が結合して、一つの縮合環を形成してもよく、このような縮合環としては７，８−ベンゾキノリン基等が挙げられる。
環Ａ１、環Ａ１’、環Ａ２および環Ａ２’の置換基として、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、シアノ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、ジアリールアミノ基、またはカルバゾリル基が挙げられる。
【００９９】
式（ｉａ）、（ｉｂ）におけるＭ⁴ないしＭ⁵として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げられる。
式（ii）におけるＭ⁷として好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金または金が挙げられ、特に好ましくは、白金、パラジウム等の２価の金属が挙げられる。
【０１００】
前記一般式（ｉ）、（ｉａ）、（ｉｂ）および（ｉｃ）で示される有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない。
【０１０１】
【化２８】

【０１０２】
【化２９】

【０１０３】
前記一般式（ii）で表わされる有機金属錯体の具体例を以下に示すが、下記の化合物に限定されるわけではない。なお、式中のＭｅはメチル基、Ｅｔはエチル基を表す。
【０１０４】
【化３０】

【０１０５】
さらに、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を含む発光層は、燐光性ドーパントと共に、前述の蛍光色素をも含有していてもよい。
発光層中にドーパントとして含有される有機金属錯体の量は、０．１重量％以上が好ましく、また３０重量％以下が好ましい。下限値を下回ると素子の発光効率向上に寄与できない場合があり、上限値を上回ると有機金属錯体同士が２量体を形成する等の理由で濃度消光が起き、発光効率の低下に至る可能性がある。
【０１０６】
燐光発光を示す発光層における燐光性ドーパントの量は、従来の蛍光（１重項）を用いた素子において、発光層に含有される蛍光性色素（ドーパント）の量より、若干多い方が好ましい傾向がある。また燐光性ドーパントと共に蛍光色素が発光層中に含有される場合、該蛍光色素の量は、０．０５重量％以上が好ましく、０．１重量％以上がより好ましい。また１０重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましい。
【０１０７】
発光層５の膜厚は、通常３ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上であり、また通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
なお、発光層５は、本発明の性能を損なわない範囲で上記以外の成分を含んでいてもよい。
例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体（特開平６−３２２３６２号公報）、ビススチリルベンゼン誘導体（特開平１−２４５０８７号公報、同２−２２２４８４号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾールの金属錯体（特開平８−３１５９８３号公報）、シロール誘導体、等の蛍光発光を生じる発光層材料、４，４'−Ｎ，Ｎ'−ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体（ＷＯ００／７０６５５号公報）、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＵＳＰ６，３０３，２３８号公報）、２，２'，２''−（１，３，５−ベンゼントリル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（Appl. Phys. Lett., 78巻, 1622項, 2001）、ポリビニルカルバゾール（特開２００１−２５７０７６号公報）等の燐光発光を生じる発光層材料などを含有していても良い。
【０１０８】
発光層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができる。上述の蛍光色素および／または燐光色素（燐光性ドーパント）を発光層のホスト材料にドープする方法を以下に説明する。
塗布の場合は、前記発光層ホスト材料と、ドープ用色素、さらに必要により、電子のトラップや発光の消光剤とならないバインダー樹脂や、レベリング剤等の塗布性改良剤などの添加剤を添加し溶解した塗布溶液を調整し、スピンコート法などの方法により正孔輸送層４上に塗布し、乾燥して発光層５を形成する。バインダー樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル等が挙げられる。バインダー樹脂は添加量が多いと正孔／電子移動度を低下させるので、少ない方が望ましく、５０重量％以下が好ましい。
【０１０９】
真空蒸着法の場合には、前記ホスト材料を真空容器内に設置されたるつぼに入れ、ドープする色素を別のるつぼに入れ、真空容器内を適当な真空ポンプで１．０×１０^-4Ｔｏｒｒ程度にまで排気した後、各々のるつぼを同時に加熱して蒸発させ、るつぼと向かい合って置かれた基板上に層を形成する。また、他の方法として、上記の材料を予め所定比で混合したものを同一のるつぼを用いて蒸発させてもよい。
【０１１０】
上記各ドーパントが発光層中にドープされる場合、発光層の膜厚方向において均一にドープされるが、膜厚方向において濃度分布があっても構わない。例えば、正孔輸送層との界面近傍にのみドープしたり、逆に、正孔阻止層界面近傍にドープしてもよい。
発光層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
【０１１１】
図１に示す素子において、正孔阻止層６は発光層５の上に、発光層５の陰極側の界面に接するように積層される。
正孔阻止層は、正孔輸送層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割と、陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる化合物より形成されることが好ましい。正孔阻止層を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いことが必要とされる。正孔阻止層６は正孔と電子を発光層内に閉じこめて、発光効率を向上させる機能を有する。
【０１１２】
本発明で用いられる正孔阻止層のイオン化ポテンシャルは発光層のイオン化ポテンシャル（発光層がホスト材料とドーパントを含んでいる場合にはホスト材料のイオン化ポテンシャル）より０．１ｅＶ以上大きいことが好ましい。イオン化ポテンシャルは物質のＨＯＭＯ（最高被占分子軌道）レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義される。イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接定義されるか、電気化学的に測定した酸化電位を基準電極に対して補正しても求められる。後者の方法の場合、例えば飽和甘コウ電極（ＳＣＥ）を基準電極として用いたとき、
イオン化ポテンシャル＝酸化電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶ
で定義される。（“ＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ”，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９８５年、９８頁）。
【０１１３】
さらに、本発明で用いられる正孔阻止層の電子親和力（ＥＡ）は、発光層の電子親和力（発光層がホスト材料とドーパントを含んでいる場合にはホスト材料の電子親和力）と比較して同等以上であることが好ましい。電子親和力もイオン化ポテンシャルと同様に真空準位を基準として、真空準位にある電子が物質のＬＵＭＯ（最低空分子軌道）レベルに落ちて安定化するエネルギーで定義される。電子親和力は、上述のイオン化ポテンシャルから光学的バンドギャップを差し引いて求められるか、電気化学的な還元電位から下記の式で同様に求められる。
【０１１４】
電子親和力＝還元電位（ｖｓ．ＳＣＥ）＋４．３ｅＶ
従って、本発明で用いられる正孔阻止層は、酸化電位と還元電位をもちいて、
（正孔阻止材料の酸化電位）−（発光材料の酸化電位）≧０．１Ｖ
（正孔阻止材料の還元電位）≧（発光材料の還元電位）
と表現することも出来る。
【０１１５】
さらに後述の電子輸送層を有する素子の場合には、正孔阻止層の電子親和力は電子輸送層の電子親和力と比較して同等以下であることが好ましい。
（電子輸送材料の還元電位）≧（正孔阻止材料の還元電位）≧（発光材料の還元電位）
このような条件を満たす正孔阻止材料として、好ましくは、下記一般式（VII）で表わされる混合配位子錯体が挙げられる。
【０１１６】
【化３１】

【０１１７】
（式中、Ｒ¹⁶〜Ｒ²¹は、水素原子または任意の置換基を表す。Ｍ⁸はアルミニウム、ガリウム、インジウムから選ばれる金属原子を表す。Ｌ³は以下に示す一般式（VIIａ）、（VIIｂ）、（VIIｃ）のいずれかで表される。
【０１１８】
【化３２】

【０１１９】
（式中、Ａr¹¹〜Ａr¹⁵は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、Ｚ³はシリコンまたはゲルマニウムを表す。）
前記一般式（VII）において、Ｒ¹⁶〜Ｒ²¹は水素原子または任意の置換基を表すが、好ましくは水素原子；塩素、臭素等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ベンジル基等のアラルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；シアノ基；アミノ基；アシル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；カルボキシル基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基等のジアルキルアミノ基；ジベンジルアミノ基、ジフェネチルアミノ基などのジアラルキルアミノ基；トリフルオロメチル基等のα−ハロアルキル基；水酸基；置換基を有していてもよいフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基；置換基を有していてもよいチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
【０１２０】
前記芳香族炭化水素基および芳香族複素環基が有しうる置換基としては、フッ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；ビニル基等の炭素数２〜６のアルケニル基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の炭素数２〜６のアルコキシカルボニル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；フェノキシ基、ベンジルオキシ基などのアリールオキシ基；ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のジアルキルアミノ基；アセチル基等のアシル基；トリフルオロメチル基等のハロアルキル基；シアノ基等が挙げられる。Ｒ¹⁶ないしＲ²¹としてより好ましくは水素原子、アルキル基、ハロゲン原子またはシアノ基が挙げられる。またＲ¹⁹としては、シアノ基が特に好ましい。
【０１２１】
上記式（VII）中、Ａr¹¹〜Ａr¹⁵として、具体的には、置換基を有していてもよいフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香族炭化水素基またはチエニル基、ピリジル基等の芳香族複素環基を表わす。
前記一般式（VII）で表わされる化合物の好ましい具体例を以下に示すが、これらに限定するものではない。
【０１２２】
【化３３】

【０１２３】
【化３４】

【０１２４】
なお、これらの化合物は正孔阻止層中に、単独で用いてもよいし、必要に応じて、各々混合して用いてもよい。
正孔阻止材料としては、前記一般式（VII）の混合配位子錯体の他に、以下の構造式で示される１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物を用いることができる。
【０１２５】
【化３５】

【０１２６】
前記構造式で表わされる１，２，４−トリアゾール環残基を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示す。
【０１２７】
【化３６】

【０１２８】
正孔阻止材料として、さらに、以下の構造式で示されるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物が挙げられる。
【０１２９】
【化３７】

【０１３０】
前記構造式で表わされるフェナントロリン環を少なくとも１個有する化合物の具体例を以下に示す。
【０１３１】
【化３８】

【０１３２】
正孔阻止層６の膜厚は、通常０．３ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ以上であり、また通常１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。正孔阻止層も正孔輸送層と同様の方法で形成することができるが、通常は真空蒸着法が用いられる。
陰極８は、正孔阻止層６を介して発光層５に電子を注入する役割を果たす。陰極８として用いられる材料は、前記陽極２に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。さらに、陰極と発光層または電子輸送層の界面にＬｉＦ、ＭｇＦ₂、Ｌｉ₂Ｏ等の極薄絶縁膜（０．１〜５ｎｍ）を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７０巻，１５２頁，１９９７年；特開平１０−７４５８６号公報；ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｄｅｖｉｃｅｓ，４４巻，１２４５頁，１９９７年）。陰極８の膜厚は通常、陽極２と同様である。低仕事関数金属から成る陰極を保護する目的で、この上にさらに、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層することは素子の安定性を増す。この目的のために、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。
【０１３３】
素子の発光効率をさらに向上させることを目的として、図２および図３に示すように、正孔阻止層６と陰極８の間に電子輸送層７が設けられていてもよい。電子輸送層７は、電界を与えられた電極間において陰極から注入された電子を効率よく正孔阻止層６の方向に輸送することができる化合物より形成される。
このような条件を満たす材料としては、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体（特開昭５９−１９４３９３号公報）、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−または５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン（米国特許第５，６４５，９４８号）、キノキサリン化合物（特開平６−２０７１６９号公報）、フェナントロリン誘導体（特開平５−３３１４５９号公報）、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ′−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。
【０１３４】
電子輸送層６の膜厚は、通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上であり、また通常２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下である。
電子輸送層７は、正孔輸送層４と同様にして塗布法あるいは真空蒸着法により正孔阻止層６上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
【０１３５】
正孔注入の効率をさらに向上させ、かつ、有機層全体の陽極への付着力を改善させる目的で、正孔輸送層４と陽極２との間に陽極バッファ層３を挿入することも行われている（図３参照）。陽極バッファ層３を挿入することで、初期の素子の駆動電圧が下がると同時に、素子を定電流で連続駆動した時の電圧上昇も抑制される効果がある。陽極バッファ層に用いられる材料に要求される条件としては、陽極とのコンタクトがよく均一な薄膜が形成でき、熱的に安定、すなわち、融点及びガラス転移温度が高く、融点としては３００℃以上、ガラス転移温度としては１００℃以上であることが好ましい。さらに、イオン化ポテンシャルが低く陽極からの正孔注入が容易なこと、正孔移動度が大きいことが挙げられる。
【０１３６】
この目的のために、これまでに銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物（特開昭６３−２９５６９５号公報）、ポリアニリン（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６４巻、１２４５頁，１９９４年）、ポリチオフェン（ＯｐｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，９巻、１２５頁、１９９８年）等の有機化合物や、スパッタ・カーボン膜（Ｓｙｎｔｈ．Ｍｅｔ．，９１巻、７３頁、１９９７年）や、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、モリブデン酸化物等の金属酸化物（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ，２９巻、２７５０頁、１９９６年）が報告されている。
【０１３７】
また、正孔注入・輸送性の低分子有機化合物と電子受容性化合物を含有する層（特開平１１−２５１０６７号公報、特開２０００−１５９２２１号公報等に記載）や、芳香族アミノ基等を含有する非共役系高分子化合物に、必要に応じて電子受容性化合物をドープしてなる層（特開平１１−１３５２６２号公報、特開平１１−２８３７５０号公報、特開２０００−３６３９０号公報、特開２０００−１５０１６８号公報、特開平２００１−２２３０８４号公報、およびＷＯ９７／３３１９３号公報など）、またはポリチオフェン等の導電性ポリマーを含む層（特開平１０−９２５８４号公報）なども挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１３８】
上記陽極バッファ層材料としては、低分子・高分子いずれの化合物を用いる
ことも可能である。
陽極バッファ層の場合も、正孔輸送層と同様にして薄膜形成可能であるが、無機物の場合には、さらに、スパッタ法や電子ビーム蒸着法、プラズマＣＶＤ法が用いられる。
【０１３９】
以上の様にして形成される陽極バッファ層３の膜厚は、低分子化合物を用いて形成される場合、下限は通常３ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ程度であり、上限は通常１００ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ程度である。また高分子化合物を用いて形成される陽極バッファ層３の、膜厚の下限は通常５ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ程度であり、上限は通常１０００ｎｍ、好ましくは５００ｎｍ程度である。
【０１４０】
本発明の有機電界発光素子は、図１とは逆の構造、すなわち、基板上に陰極８、正孔阻止層６、発光層５、正孔輸送層４、陽極２の順に積層することも可能であり、既述したように少なくとも一方が透明性の高い２枚の基板の間に本発明の有機電界発光素子を設けることも可能である。同様に、図２または図３に示した前記各層構成とは逆の順に積層することも可能である。また、図１〜３のいずれの層構成においても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述以外の任意の層を有していてもよく、また上記複数の層の機能を併有する層を設けることにより、層構成を簡略化する等、適宜変形を加えることが可能である。
【０１４１】
以上、前記一般式（Ｉ）で表される化合物を、発光層に含有する層構成を例に、本発明の有機電界発光素子について説明したが、前述したように、一般式（Ｉ）で表される化合物は、発光層と陰極または陽極との間に設けられた任意の層に含有されていても良く、その場合の発光層は、一般式（Ｉ）で表される化合物から選択されたものであっても、それ以外の材料からなるものであっても良い。
【０１４２】
本発明は、有機電界発光素子が、単一の素子、アレイ状に配置された構造からなる素子、陽極と陰極がＸ−Ｙマトリックス状に配置された構造のいずれにおいても適用することができる。
本発明によれば、一般式（Ｉ）で表される化合物を用いることにより、駆動安定性に優れ、駆動寿命が長く、さらに高発光効率および低駆動電圧である有機電界発光素子を得ることができる。
【０１４３】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
（実施例１）
【０１４４】
【化３９】

【０１４５】
窒素雰囲気下、３，５−ジフルオロフェニルボロン酸（２．５ｇ）、１−ブロモ−３，５−ジフルオロベンゼン（２．３ｇ）、テトラキス（トリフェニルフォスフィノ）パラジウム（０．９ｇ）、２Ｍリン酸カリウム水溶液（１６ｍｌ）、トルエン（１００ｍｌ）を、加熱還流下、６．３時間撹拌した。トルエン（５０ｍｌ）を加えた後、水（２×１００ｍｌ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、濃縮した。これをカラムクロマトグラフィーにて精製し、３，３′，５，５’−テトラフルオロビフェニル（１．６ｇ）を得た。
【０１４６】
窒素雰囲気下、無水ＤＭＦ中で水素化ナトリウム（５５％，１．０ｇ）をカルバゾール（３．７ｇ）に作用させた後、３，３‘，５，５’−テトラフルオロビフェニル（１．１ｇ）のＤＭＦ（２０ｍｌ）溶液を１５分かけて滴下し、更に８０℃で１．４時間、加熱還流下で３時間撹拌した。得られた溶液に水（１５０ｍｌ）、メタノール（５０ｍｌ）を加えて、濾過し、水（３×５０ｍｌ）、メタノール（３×５０ｍｌ）で洗浄した。得られた固体を塩化メチレン−トルエン−エタノールの混合溶媒から再結晶し、目的物１（３．９ｇ）を得た。目的物１のガラス転移温度は167℃、融点は３８２℃、気化温度は５４５℃であった。
【０１４７】
¹H-NMR(270MHz, CDCl₃), 8.15(d, 8H), 8.04(d, 4H), 7.89(d, 2H), 7.61(d, 8H), 7.44(td, 8H), 7.31(td, 8H)
DEI-MS m/z = 814(M⁺)
（実施例２）
実施例１で得られた目的物１の薄膜を真空蒸着法によりガラス基板上に作成した。真空蒸着装置内に設置されたセラミック製るつぼに、該化合物（１）を入れて、るつぼの周囲をタンタル線ヒーターで加熱して、蒸着を行った。この時、るつぼの温度は３０９〜３１１℃に制御し、蒸着時の真空度は１．１×１０^-4Ｐａ、蒸着速度は０．２ｎｍ／秒であり、膜厚は１０６ｎｍであった。
【０１４８】
得られた薄膜は透明なアモルファス膜であり、室温、窒素雰囲気下で２か月保存後も結晶化は見られなかった。このことから、本発明の化合物は、安定性・耐熱性に優れた有機電界発光素子の層材料として好適に用いられる。
（比較例１）
実施例２と同様にしてＣＢＰ（本文中に（Ｈ−１）として記載した化合物）の薄膜を作成した。この薄膜は数日から数週間で結晶化・白濁が観測された。
【０１４９】
【化４０】

【０１５０】
（実施例３）
図３に示す構造を有する有機電界発光素子を以下の方法で作製した。
ガラス基板上にインジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜を１５０ｎｍ堆積したもの（三容真空社製；スパッタ成膜品）を、通常のフォトリソグラフィ技術と塩酸エッチングを用いて２ｍｍ幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。パターン形成したＩＴＯ基板を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行って、真空蒸着装置内に設置した。上記装置の粗排気を油回転ポンプにより行った後、装置内の真空度が２×１０^-4Ｐａ以下になるまでクライオポンプを用いて排気した。
【０１５１】
次に、陽極バッファ層３の材料として、下記に示す構造式の銅フタロシアニン
【０１５２】
【化４１】

【０１５３】
をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．１ｎｍ／秒、真空度１．７×１０^-4Ｐａで、２５ｎｍの膜厚で陽極２の上に成膜した。
続いて、以下に示す、４，４′−ビス［Ｎ−（１−フェナンチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
【０１５４】
【化４２】

【０１５５】
を、セラミックるつぼに入れて上記装置内に配置し、るつぼの周囲のタンタル線ヒーターで加熱して蒸着を行った。この時のるつぼの温度は、３１０〜３２５℃の範囲で制御した。蒸着時の真空度１．３×１０^-4Ｐａ、蒸着速度は０．２ｎｍ／秒で膜厚６０ｎｍの正孔輸送層４を得た。
引続き、発光層５として、実施例１で得られた目的物１、および本文中に（Ｔ−２）で示したイリジウム錯体を別々のセラミックるつぼに入れて設置し、２元同時蒸着法により成膜を行った。目的物１のるつぼ温度は３２５℃に、蒸着速度は０．１３ｎｍ／秒に制御し、イリジウム錯体（Ｔ−２）は２９０〜２９２℃の温度範囲に制御し、膜厚３０ｎｍでイリジウム錯体（Ｔ−２）が目的物１に対して５重量％含有された発光層５を、正孔輸送層４の上に積層した。蒸着時の真空度は１．３×１０^-4Ｐａ）であった。
【０１５６】
さらに、正孔阻止層６として、本文中に（ＨＢ−１２）で示した化合物を用いて、るつぼ温度２４０℃、蒸着速度０．２ｎｍ／秒で１０ｎｍの膜厚で積層した。蒸着時の真空度は０．７×１０^-4Ｐａであった。
正孔阻止層６の上に電子輸送層７として、以下の構造式（ＥＴ−１）に示すアルミニウムの８−ヒドロキシキノリン錯体、Ａｌ（Ｃ₉Ｈ₆ＮＯ）₃
【０１５７】
【化４３】

【０１５８】
を同様にして蒸着した。この時のアルミニウム錯体（ＥＴ−１）のるつぼ温度は２４５〜２４８℃の範囲で制御し、蒸着時の真空度は０．７×１０^-4Ｐａ、蒸着速度は０．２ｎｍ／秒で膜厚は３５ｎｍとした。
上記の正孔輸送層、発光層、正孔阻止層及び電子輸送層を真空蒸着する時の基板温度は室温に保持した。
【０１５９】
ここで、電子輸送層７までの蒸着を行った素子を一度前記真空蒸着装置内より大気中に取り出し、陰極蒸着用のマスクとして２ｍｍ幅のストライプ状シャドーマスクを、陽極２のＩＴＯストライプとは直交するように素子に密着させて、別の真空蒸着装置内に設置して有機層と同様にして装置内の真空度が５×１０^-4Ｐａ以下になるまで排気した。
【０１６０】
陰極８として、先ず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）をモリブデンボートを用いて、蒸着速度０．０１ｎｍ／秒、真空度５×１０^-4Ｐａで、０．５ｎｍの膜厚で電子輸送層７の上に成膜した。次に、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度０．５ｎｍ／秒、真空度１×１０^-3Ｐａで膜厚８０ｎｍのアルミニウム層を形成して陰極８を完成させた。以上の２層型陰極８の蒸着時の基板温度は室温に保持した。
【０１６１】
このように、２ｍｍ×２ｍｍサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子の発光特性を表−１に示す。
表−１において、発光効率は１００ｃｄ／ｍ²での値、輝度／電流は輝度−電流密度特性の傾きを、電圧は１００ｃｄ／ｍ²での値を各々示す。素子の発光スペクトルの極大波長は５１４ｎｍであり、イリジウム錯体（Ｔ−２）からのものと同定された。
（比較例２）
発光層のホスト材料である化合物（１）を、ＣＢＰに代えた他は、実施例３と同様にして素子を作製した。この素子の発光特性を表−１に示す。素子の発光スペクトルの極大波長は実施例３とほぼ同じ５０９ｎｍであり、イリジウム錯体（Ｔ−２）からのものと同定された。
【０１６２】
実施例３と比較して発光効率が低く、駆動電圧が高い。
【０１６３】

【０１６９】
【発明の効果】
本発明の有機化合物を用いた有機電界発光素子の発光層によれば、低電圧において高輝度・高効率で発光させることが可能となり、さらには素子の安定性が向上する。
また、優れた耐熱性、製膜性、電荷輸送性、発光特性から、素子の層構成に合わせて、発光材料、正孔注入材、正孔輸送材、電子注入材、電子輸送材、正孔阻止材、電子阻止材などとしても適用可能である。
【０１７０】
従って、本発明による有機電界発光素子はフラットパネル・ディスプレイ（例えばＯＡコンピュータ用や壁掛けテレビ）、車載表示素子、携帯電話表示や面発光体としての特徴を生かした光源（例えば、複写機の光源、液晶ディスプレイや計器類のバックライト光源）、表示板、標識灯への応用が考えられ、その技術的価値は大きいものである。
【０１７１】
また、本発明の有機化合物は、本質的に優れた酸化還元安定性を有することから、電子写真感光体に利用することも有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機電界発光素子の一例を示した模式断面図。
【図２】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面図。
【図３】有機電界発光素子の別の例を示した模式断面図。
【符号の説明】
１基板
２陽極
３陽極バッファ層
４正孔輸送層
５発光層
６正孔阻止層
７電子輸送層
８陰極

Claims

下記一般式（１）で表わされる有機化合物。

（式中、Ｒ ¹ 〜Ｒ ³ は各々独立に水素原子、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基を表す。）
Ｒ ¹ 〜Ｒ ³ が水素原子である請求項１の有機化合物。
下記一般式（２）で表わされる化合物に、強塩基の存在下、カルバゾールを反応させることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機化合物の製造方法。

（式中、Ｒ ¹ 〜Ｒ ³ は各々独立に水素原子、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基を表す。）
下記一般式（２）で表わされる化合物に、カルバゾールと強塩基との反応物を反応させることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機化合物の製造方法。

（式中、Ｒ ¹ 〜Ｒ ³ は各々独立に水素原子、炭素数１〜８のアルキル基又は炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基を表す。）
強塩基が水素化ナトリウムであることを特徴とする請求項３又は４に記載の製造方法。